数字图象处理 绪论

第1章绪论1.1数字图像（了解）1.2数字图像处理(掌握）1.3相关学科和领域（了解）1.4数字图像处理系统(掌握）1.5数字图像处理的主要应用与发展趋势（了解）数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势1.1.1数字图像的基本概念1.1.2数字图像的发展历史1.1.3数字图像的基本特点1.1数字图像数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势图像

一幅图像是一种代表另一个客体（或对象）的一种写真或模拟；是一种生动的、图形化的描述。也就是说，图像是一种代表客观世界中另一物体的、生动的图形表达，它包含了描述其所代表的物体的信息。图像分类根据其生成方法或存在形式分成类。所有图像的总体可以看作客观世界的一部分，或者叫做客观世界的一个子集，而图像本身又可进一步划分为若干子集（若干类）。最重要的一个子集是可见图像子集。1.1.1数字图像的基本概念数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势物体objects图像images不可见的物理图像Non-visiblephysicalimage数学函数Mathematicalfunction连续函数continuous离散函数Discrete(digitalimage)可见的图像Visibleimage光图像Opticalimage图片pictures照片photograph图drawing画paintings

typesofimages数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势

色彩：黑白、彩色图像处理:

是对图像信息进行加工处理，以满足人的视觉心理和实际应用的需求图像处理方法：光学方法、电子学方法1.1.1数字图像的基本概念数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势模拟图像

连续的，采用数字化（离散化）表示和数字技术出现之前，图像是连续的，这一类图像称为模拟图像或连续图像连续的：指从时间上和从数值上是不间断的1.1.1数字图像的基本概念数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势数字图像

由连续的模拟图像采样和量化而得。组成数字图像的基本单位是像素，所以数字图像是像素的集合。像素为元素的矩阵，像素的值代表图像在该位置的亮度，称为图像的灰度值。数字图像像素具有整数坐标和整数灰度值。1.1.1数字图像的基本概念数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势图像是一种语言表达方法直观表现力强图像信息是人类信息获取和交流的主要方式视、听、触、嗅、味等1.1.1数字图像的基本概念数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势（模拟）图像分类维数：二维图像、三维图像

颜色：黑白图像

、彩色图像时间：静止图像

、活动图像静止——文字、图片等运动——分行物、心脏图三维立体——山脉、建筑群1.1.1数字图像的基本概念数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势1.最早应用在报纸业，20世纪20年代，第一次通过海底电缆传输图像

1921年用电报打印机采用特殊字符在编码纸带中产生的图像1922年在信号两次穿越大西洋后，从穿孔纸带得到的数字图像（光学还原）1.1.2数字图像的发展历史数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势

1929年从伦敦到纽约用15级色调设备传送的照片（由5级到15级编码）1.1.2数字图像的发展历史数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势2.20世纪60年代早期第一台执行有意义的图像处理任务的大型计算机计算机的发展,空间项目开发,利用计算机改善空间探测器发回的图像工作

美国航天器传送的第一张月球照片，“旅行者7号”卫星1964年7月31日9点09分（东部白天时间）在光线影响月球表面17分钟时摄取的图像1964年：美国加利福尼亚喷气推进实验室用计算机对“徘徊者七号”太空船发回的大批月球照片进行处理。1.1.2数字图像的发展历史数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势图象处理在空间探索的应用3.20世纪60年代末、70年代初开始用于医学图像、地球遥感、天文学等领域计算机轴向断层术(CAT,CT)获诺贝尔医学奖

胸部X射线图像头部CT图像1.1.2数字图像的发展历史数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势4.至今广泛用于工业、医学、生物科学、地理学、考古学、物理学、天文学等多个领域太空技术：航天技术、空间防御、天文学生物科学：生物学和医学刑事/物证：指纹、人脸分析国防：军事探测工业应用：产品检测日常生活应用：照片编辑、影视制作下面在应用中具体讲解1.1.2数字图像的发展历史数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势图像是人类信息获取的重要手段数字图像的分辨率逐步提高数字图像可以充分利用现代化的数字通讯和信息传输技术数字图像可以长期保存和永不失真1.1.3数字图像的基本特点数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势1.2.1数字图像处理的基本特点1.2.2数字图像处理的主要研究内容1.2数字图像处理数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势数字图像处理定义简单概括就是利用计算机来处理数字图像。数字计算机最擅长处理各种数据。图像可看成是在计算机中的有序数据。把利用计算机对图像进行去噪、增强、复原、分割、提取特征等的理论、方法和技术叫做数字图像处理(DigitalImageProcessing)。数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势处理精度高，再现性好。图像数据量庞大。占用的频带较宽。像素相关性大导致压缩潜力大。评价受人的影响大。图像处理技术综合性强。1.2.1数字图像处理的基本特点数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势表达：建模，图像采样、数字化图像和视觉基础图像变换：提高图像质量图像处理图像基础图像增强： 改善图像质量图像几何处理：平移、缩放、旋转、扭曲图像复原： 去噪声、去模糊图像重建： 重建原始图像1.2.2数字图像处理的主要研究内容数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势图像编码压缩减少存储量和传输量图像分割图像区域分割和理解、目标表达和描述1.2.2数字图像处理的主要研究内容数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势图像增强1.2.2数字图像处理的主要研究内容数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势图像复原1.2.2数字图像处理的主要研究内容数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势图像压缩复原图原图信噪比：66.02压缩比:11.83:11.2.2数字图像处理的主要研究内容数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势图像分割1.2.2数字图像处理的主要研究内容数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势1.3.1数字信号处理学1.3.2计算机图形学1.3.3计算机视觉1.3相关学科和领域数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势数据压缩计算机图像学数字信号处理线性代数图像处理学概述数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势

数字信号处理 图像处理研究对象： 一维数字信号二维数字信号研究内容： 数字滤波器、数字 图像滤波器、图像 正交变换、数字编 正交变换、图像编 码等 码等数字信号处理与图像处理是紧密相关学科。

1.3.1数字信号处理学数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势

计算机图形学图像处理研究对象：图形 图像研究内容：图形生成、透视、图像处理、图像分 消隐 割、图像分析过程：由数学公式生成仿由原始图像处理出 真图形或图像 分析结果计算机图形学与图像处理是逆过程。1.3.2计算机图形学数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势

图像

描述图像处理计算机图形学图像识别图像理解1.3.2计算机图形学数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势

计算机视觉图像处理研究对象：图像或图像序列图像研究内容：视觉感知、图像处理、图像分割、 图像理解图像分析

过程：由图像特征感知、由原始图像处理出 识别和理解三维场景分析结果

1.3.3计算机视觉数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势图1-3数字图像处理与相关学科的联系和区别图像图像（人）符号数据计算机图形学图像理解图像处理图像理解（转换）模式识别计算机视觉新新新理工技论具术客观世界图像分析相关学科领域的比较和联系数字图像数字图象处理相关学术和领域数字图像处理系统主要应用与发展趋势数字图像处理系统硬件早期的数字图像处理系统大都采用大型机。随着科技发展，现在主机为PC机，配以图像采集卡及显示设备目前，国产的CA540、VP32、等图像板研制成功并已商品化。微型图像处理系统成本低，加之软件配置丰富